第五章TCP/IP协议基础一、TCP/IP四层参考模型网络接口层负责管理设备和网络之间的数据交换，及同一设备和网络之间的数据交换，它接收上一层（IP层）的数据，通过网络向外发送，或者接收和处理来自网络上的物理帧，并抽取IP数据包向IP层传送；网际层该层负责不同的网络设备之间的数据交换，它包含以下几个主要协议：IP（InternetProtocol，网际协议）：使用IP地址确定收发端，提供端到端的“数据报”传递。ICMP（InternetControlMessageProtocol，网际控制报文协议）：处理路由，协助IP层实现报文传送的控制机制，提供错误和信息报告。ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析协议）：用于完成IP地址向物理MAC地址的转换。RARP（ReverseAddressResolutionProtocol，逆地址解析协议）：用于完成物理MAC地址向IP地址的转换。传输层它主要确保所有送到某个系统的数据正确无误地到达系统。该层主要协议有：TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议）：提供面向连接的可靠的数据传输服务。它通过认证方式、重传机制等确保数据的可靠传送。UDP（UserDatagramProtocol，用户数据报协议）：采用无连接的数据报传送方式，提供不可靠的数据传送。应用层为各种应用程序提供了使用的协议。标准的应用层协议有以下几个：FTP、Telnet、SMTP、HTTP等二、IP地址2、IP地址（2）分类IP地址采用点分十进制记法表示IP地址（3）常用的三种类别的IP地址（4）五类IP地址的范围（5）IP地址的一些重要特点（6）子网掩码（SubnetMasks）子网子网掩码应用举例（7）TCP/IP协议中的三个基本参数3、IP地址和MAC（物理、硬件）地址的转换从不同层次上看IP地址和硬件地址IP数据报通信的特点ARP和RARP用ARP进程实现IP地址到MAC地址的过程用RARP进程实现MAC地址到IP地址的过程4、IP数据报和IP层数据处理（补充）IP数据报首部的固定部分中的各字段（1）版本：4bit,指IP协议的版本。（2）首部长度：4bit，可表示的最大数值是15个单位（一个单位为4字节），因此IP的首部长度的最大值是60字节。（3）服务类型：8bit，用来获得更好的服务。前三个比特表示优先级；第4个比特是D比特，表示要求有更低的时延；第5个比特是T比特，表示要求有更高的吞吐量；第6个比特是R比特，表示要求有更高的可靠性；第7个比特是C比特，表示要求选择费用更低的路由最后一个比特目前尚未使用。（4）总长度：指首部和数据之和的长度，单位字节。总长度字段为16bit，因此数据报的最大长度为65535字节（即64KB）。（5）标识：16bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。它使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。（6）标志：3bit,MF=1,表示后面“还有分片”；MF=0,表示这已是若干数据报片的最后一个。DF意思是“不能分片”，只有当DF＝0时才允许分片。（7）片位移：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。片位移以8各字节为偏移单位。（8）生存时间：即数据报在网络中的寿命。（9）协议：8bit，指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据报上交给哪个进程。（10）首部检验和：只检验数据报的首部，不包括数据部分。（11）源地址：4字节，首部中最重要的字节。（12）目的地址：4字节，也是首部中最重要的字节。路由器的IP层的分组转发算法为：（1）从数据报的首部提取目的站的IP地址D，得出目的网络地址为N。（2）若N就是与此路由器直接相连的某个网络地址，这这种交付为直接交付，即不需要再进过其他的路由器。这时就直接通过该网络将数据报交付给目的站D（这里包括将目的主机地址D转换为具体的硬件地址，将数据报封装为MAC帧，再发送此帧）；否则就是间接交付，执行（3）。（3）若路由表中有目的地址为D的指明主机路由，则将数据报传给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行（4）。（4）若路由表中有到达网络N的路由，则将数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行（5）。（5）若路由表中有一个默认路由，则将数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行（6）。（6）报告转发分组出错。